VVER-1000型核电机组不锈钢管道焊接质量管理

孙炳通

中图分类号：F253.3 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2019）11-102-01

摘 要 田湾核电站3、4号机组采用俄罗斯设计的VVER- 1000型核电机组，不锈钢管道的坡口较多采用T型坡口，焊接时对焊工的技能水平要求高，由于不锈钢本身具有电阻率高、热导率低、线膨胀系数大的特性，焊接时易产生较大的变形，焊接过程质量控制难度较大。本文简要介绍了不锈钢管道的焊接性，从焊材的选用、焊接工艺评定、焊接人员资格管理和焊接过程控制等方面采取相应管理措施进行不锈钢管道焊接质量管理，通过在不锈钢管道焊接质量控制管理中的实践，管道焊接质量受控，质量控制管理措施有效。

关键词 不锈钢 焊接 质量管理

VVER-1000型核电机组核岛大部分管道系统采用不锈钢，焊接工作量大，施工质量要求高。与国内其它核电站不锈钢管道焊接不同，此机型不锈钢管道焊口较多采用“T型”坡口，焊接时减少了焊材填充量，提高了焊接效率，但焊接过程中对焊工的技能水平要求高，由于不锈钢管道具有电阻率大、线膨胀系数大、低热导率等特点，焊接工艺复杂，质量控制管理难度较大，采取措施保证不锈钢管道焊接质量非常重要。

一、母材

不锈钢管道的材料主要有俄供不锈钢管08X18H10T和中供不锈钢管321（包括TP321、WP321、F321），均属于低碳级奥氏体型不锈钢。奥氏体不锈钢焊接性较好，在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能[1]。

二、焊材的选用

焊接材料的选择原则主要是依据焊接结构材料的化学成分、力学性能等，保证焊缝金属的强度、塑性、韧性与母材相匹配。通过分析，焊材ER347、E347-15、Cв-04X19H11M3、ЗА-400/10Т化学成分、抗拉强度、伸长率等均与母材321（08X18H10T）相近，施工现场选用的中供焊丝型号为ER347，焊条型号为E347-15；俄供焊丝型号为Cв-04X19H11M3，焊条型号为ЗА-400/10Т。

三、焊接工艺评定

不锈钢管道焊接主要采用钨极氩弧焊（TIG）、氩-电联合焊（TIG+SMAW）两种焊接方法。对按照标准的焊接工艺进行评定，并编制焊接工艺卡，用于指导焊工进行现场焊接施工。质量管理中要对焊接工艺评定过程进行监督检查，对焊接工艺评定报告资料进行审查，以确保焊接工艺评定的有效性。

四、焊接人员资格管理

焊工、焊接操作工从事相应的焊接工作须按要求参加考核并取得相应资质证书，核级焊工、焊接操作工按照《民用核安全设备焊工和焊接操作工资格管理规定》HAF603要求取证。建立合格焊工资格清单，进行动态更新管理，确保焊工资格项目在有效期内。

五、焊接过程控制

（一）管道的组装、组对

不锈钢管道焊口组装前，应对管道坡口表面及其两侧至少20mm范围进行打磨清理，不允许存在氧化皮、油、毛刺、灰尘等污物，清除时应用不锈钢专用砂轮片，不能与碳钢管道机具混用，防止铁素体污染。

对于采用手工焊条电弧焊施焊的焊口，焊接前应在坡口两侧不小于100mm以内加盖防火布以防止焊接飞溅损伤母材。

不锈钢管道装配时，使用不锈钢专用装卡具，不锈钢管道焊口组对点焊时，选用的焊接参数、焊材、组对间隙、错边量等应符合施工图纸、焊接工艺卡等技术文件要求。

（二）背部充氩保护

对于不锈钢管道焊接环节有着非常严格的要求，尤其是对焊缝背部保护，如背部保护不良，容易造成背部发渣、影响焊缝力学性能。为保证焊缝背部焊接质量，手工钨极氩弧焊（包括氩-电联合焊时打底焊道）的最初两层焊缝需进行背部充氩保护。

背部充氩保护的方式可采用整管充氩、造气室法、跟踪充氩法、水溶纸法。对水溶纸的使用进行严格控制，必须经过相关单位人员认可批准，否则不允许使用水溶纸。

（三）焊接环境要求

不锈钢管道焊接对现场环境有严格的要求，施焊区域环境温度不能低于-5℃，环境温度过低，造成焊缝过快冷却，容易产生裂纹等缺陷，当环境不满足要求时，需采取相應的措施，否则禁止焊接。

（四）焊接注意事项

（1）焊接时应尽量采用低的热输入、窄焊道、短电弧的焊接方法，严格控制层间温度低于100℃。

（2）严禁在坡口外任何地方起弧，焊条手工电弧焊时，焊道的宽度不得超过焊条直径的3倍。

（3）采用多层多道焊时，每道接头部位均应错开；焊接完成后需要对焊缝进行目视检查，焊缝质量有缺陷部位应采用机械打磨去除。

六、总结

奥氏体不锈钢管道焊接质量要求高，现场施工环境复杂，对焊工技能要求较高，现场焊接施工过程中从人、机、料、法、环等各方面进行严格控制，通过采取相应的控制措施进行质量控制管理，不锈钢管道焊接射线检验一次合格率较高，现场不锈钢管道焊接整体质量处于良好的受控状态，为后续同类项目不锈钢管道焊接质量管理提供了可借鉴的经验。

参考文献：

[1]王超.核电设备制造中的管道预制[J].工程建设与设计，2011（7）：45-47.

[2]李严.压水堆核电厂奥氏体不锈钢管道焊接质控要点[J].城市建设理论研究（电子版），2015（7）：483-484.

[3]ПНАЭ Г-7-010-89，《核动力装置的设备和管道焊接接头和堆焊的检验规程》.